Dopo quattordici anni di missione insieme nel servizio segreto più segreto del mondo, i rapporti fra l'agente J (Will Smith) e K (Tommy Lee Jones) si sono notevolmente raffreddati.
A fungere da catalizzatore la commemorazione fatta da K per il loro capo Z (Rip Torn) appena scomparso, l'arrivo del nuovo capo O (Emma Thompson) e un'imboscata mancata in un ristorante cinesalieno dove servono pesce alieno vivo.
J vorrebbe sapere qualcosa di più su K, rendendosi conto che dopo 14 anni sa poco o niente del suo collega di lavoro. K sta quasi per acconsentire quando qualcosa non va. .
Intanto in un carcere di massima sicurezza sulla luna una tipa in tuta di lattice e stivaloni (Nicole Scherzinger) porta una torta con tanto di lima aliena a Boris l'animale (Jemaine Clement), forse il più bastardo e pericoloso terrorista alieno in circolazione (Da notare fra l'altro la vaga somiglianza con Lobo, l'ultimo cnarziano dell'universo DC Comics, che infatti, come lui è rimasto l'ultimo superstite del suo pianeta)
Lo scopo di Boris, che non ha niente da invidiare ad Edgar lo scarafaggio e Seerlina, è quello di conquistare la terra non prima però di aver pareggiato i conti con l'agente k, l'uomo che 40 anni prima gli fece saltare un braccio. L'idea è quella di tornare indietro nel tempo per ucciderlo prima che lui possa staccargli l'arto.
La cosa riesce e toccherà quindi all'agente J tornare a sua volta nel 1969 per salvargli la vita ed aiutare ad uccidere Boris. Nella missione verranno anche aiutati da Griffin (Michael Stuhlbarg) uno strampalato alieno che riesce a vedere vari futuri basandosi su tutte le variabili.
Barry Sonnenfeld (regista) Steven Spielberg (produttore) Smith e Lee Jones si ritrovano di nuovo insieme per questa terza avventura che mixa i film di fantascienza con gli alieni a quelli dei viaggi nel tempo e tutte le possibili (come Doc di un'altra importante saga spielberghiana insegna) conseguenze sul futuro.
Come al solito (vedi i ritorni al futuro, i nonni sugelati, gli Austin Powers ma anche i nuovissimi Dark Shadows e Termae Romae) il bello di questi film è la contrapposizione fra le epoche: dall'ipertecnologico 2012 con Dunkin Donuts alla base segreta anni '60 a metà fra l'Hilton della base orbitante di 2001 Odissea nello spazio e la base di S.H.A.D.O. di Straker e soci, dalle armi supersofisticate rivisitate in chiave moderna a quelle quasi sperimentali come il neuralizzatore che nel 1969 era molto più ingombrante, così come il cellulare che i M.I.B. ovviamente già avevano.
Anche i vestiti, gli alieni e il product placement rispecchiano quelli di quegli anni.
La Ford con il pulsante per l'ipervelocità non c'è più ma in compenso quella del 1969 nasconde delle moto come la Batmoblie di The dark knight, e il New York Post salva ancora una volta la siituazione ricordando che la NASA sta andando sulla luna.
Fra gli altri placement spuntano la birra Tsingtao nel locale cinese, la Spalding citata da Griffin nella spiegazione di uno dei cambiamenti del tempo. Fra i soliti personaggi famosi che si vedono protetti anche Lady Gaga e Tim Burton, ma il meglio lo da la Factory di Andy Warhol creata dai MIB come copertura. Lo stesso Warhol vuole organizzare la sua morte/uscita di scena non potendone più di disegnare banane i vasetti di minestra pronta Campbell e filmare gente che mangia hambuger per essere trascendentale.